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@@ -119,126 +119,316 @@ void createArray() {
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| 内存碎片 | 不存在（先进后出结构） | 可能产生（频繁分配和释放） |
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| 使用场景 | 局部变量、函数调用栈帧 | 动态数据结构、跨函数共享数据 |
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### ✅ 指针 / 指针数组 / 二级指针
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#### 指针：保存变量的地址
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1. 核心概念
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### 指针
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#### 指针的基本概念
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- 指针是变量：存储的是内存地址，而非实际数据。
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- 类型关联：指针类型必须与所指向变量的类型匹配（如int*指向int）。
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- 间接访问：通过解引用操作符*访问或修改指向的内存。
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2. 声明与初始化
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```c
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int num = 10; // 普通变量
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int* ptr = # // 指针ptr指向num的地址
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**指针的作用：** 可以通过指针间接访问内存
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// 等价于两步：
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int* ptr; // 声明指针
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ptr = # // 初始化指针
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```
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3. 解引用操作
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```c
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printf("%d", *ptr); // 输出：10（访问指针指向的值）
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*ptr = 20; // 修改指针指向的内存，num变为20
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```
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4. 指针运算
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```c
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int arr[3] = {1, 2, 3};
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int* p = arr; // p指向arr[0]
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printf("%d", *p); // 输出：1
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p++; // 指针后移，指向arr[1]
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printf("%d", *p); // 输出：2
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- 内存编号是从0开始记录的，一般用十六进制数字表示
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- 可以利用指针变量保存地址
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#### 指针变量的定义和使用
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指针变量定义语法： `数据类型 * 变量名;`
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**示例：**
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```cpp
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int main() {
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//1、指针的定义
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int a = 10; //定义整型变量a
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//指针定义语法： 数据类型 * 变量名 ;
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int * p;
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//指针变量赋值
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p = &a; //指针指向变量a的地址
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cout << &a << endl; //打印数据a的地址
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cout << p << endl; //打印指针变量p
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//2、指针的使用
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//通过*操作指针变量指向的内存
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cout << "*p = " << *p << endl;
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system("pause");
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return 0;
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}
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```
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#### 指针数组：数组中每个元素是一个指针
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1. 核心概念
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指针变量和普通变量的区别
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- 普通变量存放的是数据,指针变量存放的是地址
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- 指针变量可以通过" * "操作符，操作指针变量指向的内存空间，这个过程称为解引用
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总结1： 我们可以通过 & 符号 获取变量的地址
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总结2：利用指针可以记录地址
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总结3：对指针变量解引用，可以操作指针指向的内存
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#### 指针所占内存空间
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提问：指针也是种数据类型，那么这种数据类型占用多少内存空间？
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**示例：**
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```cpp
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int main() {
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int a = 10;
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int * p;
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p = &a; //指针指向数据a的地址
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cout << *p << endl; //* 解引用
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cout << sizeof(p) << endl;
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cout << sizeof(char *) << endl;
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cout << sizeof(float *) << endl;
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cout << sizeof(double *) << endl;
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system("pause");
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return 0;
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}
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```
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总结：所有指针类型在32位操作系统下是4个字节，64位操作系统为8个字节
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#### 空指针和野指针
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**空指针**：指针变量指向内存中编号为0的空间
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**用途：** 初始化指针变量
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**注意：** 空指针指向的内存是不可以访问的
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**示例1：空指针**
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```cpp
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int main() {
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//指针变量p指向内存地址编号为0的空间
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int * p = NULL;
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//访问空指针报错
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//内存编号0 ~255为系统占用内存，不允许用户访问
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cout << *p << endl;
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system("pause");
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return 0;
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}
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```
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**野指针**：指针变量指向非法的内存空间
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**示例2：野指针**
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```cpp
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int main() {
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//指针变量p指向内存地址编号为0x1100的空间
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int * p = (int *)0x1100;
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//访问野指针报错
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||||
cout << *p << endl;
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||||
system("pause");
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||||
return 0;
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}
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```
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总结：空指针和野指针都不是我们申请的空间，因此不要访问。
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#### const修饰指针
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const修饰指针有三种情况
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1. const修饰指针 --- 常量指针
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2. const修饰常量 --- 指针常量
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1. const既修饰指针，又修饰常量
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**示例：**
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```cpp
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int main() {
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int a = 10;
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int b = 10;
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//const修饰的是指针，指针指向可以改，指针指向的值不可以更改
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const int * p1 = &a;
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p1 = &b; //正确
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//*p1 = 100; 报错
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//const修饰的是常量，指针指向不可以改，指针指向的值可以更改
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||||
int * const p2 = &a;
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//p2 = &b; //错误
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||||
*p2 = 100; //正确
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//const既修饰指针又修饰常量
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||||
const int * const p3 = &a;
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||||
//p3 = &b; //错误
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//*p3 = 100; //错误
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system("pause");
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||||
return 0;
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||||
}
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```
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技巧：看const右侧紧跟着的是指针还是常量, 是指针就是常量指针，是常量就是指针常量
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#### 指针和数组
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核心概念
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- 数组本质：连续存储多个指针变量。
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- 用途：常用于处理多个字符串或动态分配的内存块。
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2. 声明与初始化
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```c
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// 存储3个int指针的数组
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int a = 10, b = 20, c = 30;
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int* ptrArray[3] = {&a, &b, &c};
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// 存储字符串常量的指针数组（每个元素是char*）
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char* fruits[3] = {
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"Apple",
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||||
"Banana",
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||||
"Cherry"
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};
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```
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3. 访问与应用
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```c
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// 访问指针数组中的值
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printf("%d", *ptrArray[0]); // 输出：10（a的值）
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**作用：** 利用指针访问数组中元素
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// 遍历字符串数组
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for (int i = 0; i < 3; i++) {
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printf("%s\n", fruits[i]); // 输出每个字符串
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**示例：**
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```cpp
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int main() {
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int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
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int * p = arr; //指向数组的指针
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cout << "第一个元素： " << arr[0] << endl;
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cout << "指针访问第一个元素： " << *p << endl;
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||||
for (int i = 0; i < 10; i++)
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{
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//利用指针遍历数组
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||||
cout << *p << endl;
|
||||
p++;
|
||||
}
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||||
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||||
system("pause");
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
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```
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4. 典型场景
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- 字符串处理：避免字符串拷贝，直接操作地址。
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- 动态内存管理：存储多个动态分配的内存块（如malloc返回的指针）。
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#### 二级指针：指向指针的指针
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1. 核心概念
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- 双重间接性：二级指针存储的是一级指针的地址。
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- 用途：常用于函数参数传递指针的地址，以便修改原始指针。
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2. 声明与初始化
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```c
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int num = 100;
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int* ptr = # // 一级指针指向num
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int** ptr2 = &ptr; // 二级指针指向ptr
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// 等价于：
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int** ptr2;
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||||
ptr2 = &ptr;
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```
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3. 解引用操作
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```c
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printf("%d", **ptr2); // 输出：100（两次解引用）
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||||
**ptr2 = 200; // 修改num的值为200
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```
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4. 典型应用场景
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#### 指针和函数
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（1）函数中修改指针
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```c
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void allocateMemory(int** p) {
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*p = (int*)malloc(sizeof(int)); // 修改传入的指针
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**p = 100; // 修改指针指向的值
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**作用：** 利用指针作函数参数，可以修改实参的值(和前边形参相反)
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**示例：**
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```cpp
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//值传递
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void swap1(int a ,int b)
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{
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int temp = a;
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||||
a = b;
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||||
b = temp;
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}
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||||
//地址传递
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||||
void swap2(int * p1, int *p2)
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||||
{
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||||
int temp = *p1;
|
||||
*p1 = *p2;
|
||||
*p2 = temp;
|
||||
}
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||||
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||||
// 调用
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||||
int* ptr = NULL;
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||||
allocateMemory(&ptr); // 传递指针的地址
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||||
printf("%d", *ptr); // 输出：100
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```
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int main() {
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（2）二维数组动态分配
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```c
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// 创建3x3的二维数组
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int** matrix = (int**)malloc(3 * sizeof(int*));
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||||
for (int i = 0; i < 3; i++) {
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matrix[i] = (int*)malloc(3 * sizeof(int));
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int a = 10;
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||||
int b = 20;
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swap1(a, b); // 值传递不会改变实参
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swap2(&a, &b); //地址传递会改变实参
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cout << "a = " << a << endl;
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||||
cout << "b = " << b << endl;
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||||
system("pause");
|
||||
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||||
return 0;
|
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}
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// 访问元素
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matrix[0][1] = 5; // 等价于*(*(matrix+0)+1) = 5
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```
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### ✅ 函数指针 / 函数指针数组
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总结：如果不想修改实参，就用值传递，如果想修改实参，就用地址传递
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#### 指针、数组、函数
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- **函数指针声明**：`int (*fp)(int)` 表示指向返回 `int` 的函数的指针
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- **函数指针数组**：用于策略模式或注册多个处理函数
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```c
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int add(int a, int b) { return a + b; }
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int sub(int a, int b) { return a - b; }
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int (*ops[2])(int, int) = { add, sub };
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printf("%d\n", ops[0](5, 3)); // 输出 8
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**案例描述：** 封装一个函数，利用冒泡排序，实现对整型数组的升序排序
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例如数组：int arr[10] = { 4,3,6,9,1,2,10,8,7,5 };
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**示例：**
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```cpp
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//冒泡排序函数
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void bubbleSort(int * arr, int len) //int * arr 也可以写为int arr[]
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{
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for (int i = 0; i < len - 1; i++)
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{
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||||
for (int j = 0; j < len - 1 - i; j++)
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||||
{
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||||
if (arr[j] > arr[j + 1])
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||||
{
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||||
int temp = arr[j];
|
||||
arr[j] = arr[j + 1];
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||||
arr[j + 1] = temp;
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||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
//打印数组函数
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||||
void printArray(int arr[], int len)
|
||||
{
|
||||
for (int i = 0; i < len; i++)
|
||||
{
|
||||
cout << arr[i] << endl;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
int main() {
|
||||
|
||||
int arr[10] = { 4,3,6,9,1,2,10,8,7,5 };
|
||||
int len = sizeof(arr) / sizeof(int);
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||||
|
||||
bubbleSort(arr, len);
|
||||
|
||||
printArray(arr, len);
|
||||
|
||||
system("pause");
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
```
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||||
|
||||
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||||
### ✅ 表达式、语句、运算符
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- 表达式：`a + b`, `x++`, `p[i]`
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||||
- 运算符：`+`, `-`, `*`, `/`, `%`, `&&`, `||`, `!`, `==`, `!=`
|
||||
|
||||
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